專利名稱：一種多功能led紫外空氣消毒方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紫外消毒的技術領域，尤其是指一種多功能LED紫外空氣消毒方法及其裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的低壓汞放電紫外線燈(下簡稱傳統(tǒng)的紫外線燈)在殺菌消毒領域的應用越來越廣泛，其原理是利用汞原子受激輻射產(chǎn)生253. 7nm紫外光，紫外線會穿透微生物的細胞膜、細胞核，破壞核酸(DNA或RNA)的分子鍵，使其失去復制能力或失去活性，細胞不能復制，微生物不久就會死亡。傳統(tǒng)的紫外線燈內(nèi)的汞原子濃度或汞蒸氣壓直接影響紫外輻射效率，保持燈內(nèi)的汞蒸氣壓穩(wěn)定成了紫外線燈殺菌消毒效果的重要保證，這就要求燈管工作時有恰當?shù)臏囟炔⒈３址€(wěn)定，在低溫或環(huán)境溫度變化較大的場所，傳統(tǒng)的紫外線燈存在低溫啟動、功率自動調(diào)節(jié)控制困難的問題，有一定的局限性，應用受到限制。紫外線要達到殺菌消毒的目的，必須使細菌、病毒獲得足夠的紫外輻射劑量。紫外輻射劑量為紫外輻射照度與紫外輻射時間的乘積，單位為mj/cm 2 (mff · s/ cm 2)。目前市場上的空氣消毒產(chǎn)品常常采用流動空氣，快速流經(jīng)紫外線燈的方法，輻射時間太短、輻射照度不足，紫外輻射劑量遠達不到消毒殺菌的要求。為了保證紫外輻射劑量，有時需要延長消毒通道，彎曲、折疊的管道有利減少消毒裝置體積，如對流量大、流速快的空氣殺菌消毒時，管道必須足夠的長，傳統(tǒng)的紫外線燈為玻璃制品，使用不便，采用多支串聯(lián)時需要多個整流器，連接也有局限性。LED結構中無玻璃等易碎物質(zhì)，其耐沖擊和防震動的性能也大大提高；LED的啟動非常迅速，在納米級的時間內(nèi)即可達到正常紫外輻射輸出，大大提高了啟動速度；通過控制線路的設計還可靈活實現(xiàn)LED紫外消毒裝置的智能控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種多功能LED紫外空氣消毒方法及其裝置。本發(fā)明所提供的紫外空氣消毒方法是采用集成高功率密度的紫外LED光帶， 提高空間紫外輻射照度至5-60mW/cm2，LED光帶置于空氣消毒管道中，提高空氣紫外輻照時間至0. 2-2s,使流經(jīng)管道的空氣紫外輻射劑量大于6mJ/cm2 (mff-s/cm2), 一次性殺滅細菌、 病毒、去除異味；同時實現(xiàn)低溫啟動和功率自動調(diào)節(jié)控制，適用于低溫或環(huán)境溫度變化較大的場所的一種高效、快速、體積小的多功能空氣消毒方式。根據(jù)本發(fā)明LED紫外空氣消毒方法，其裝置包括有空氣循環(huán)管道、紫外LED光帶、 空氣過濾器、軸流風機，空氣過濾器和軸流風機依次安裝在空氣循環(huán)管道的進口處或分別安裝在空氣循環(huán)管道的的進口處和出口處。其中，所述的紫外LED光帶采用集成高功率密度的紫外LED光源，同時LED光帶為柔性連接，能彎曲，置于長而彎曲的空氣循環(huán)管道內(nèi)，并與空氣循環(huán)管道的形狀相匹配。紫外LED光源排布在柔性印刷線路上組成紫外LED光帶，紫外LED光帶置于具有空氣循環(huán)流動能力的管道中。管道連接有空氣過濾器、軸流風機，當空氣或其它氣體流經(jīng)空氣過濾器時，固體顆粒被吸附，細小的細菌、病毒經(jīng)過紫外LED光帶被紫外光照射。當紫外 LED光帶產(chǎn)生的紫外輻射照度大于20mW/cm2，且流經(jīng)紫外LED光帶時間足夠長0. 5s，流經(jīng)管道的空氣紫外輻射劑量大于6mJ/cm2 (mff ^/cm2),大部分細菌、病毒被一次性殺滅。孢子類真菌及特殊細菌、病毒需要提高紫外輻射劑量，如大于30mJ/cm2，才能一次性徹底殺滅。流經(jīng)紫外LED光帶的有機物也可以被降解，起到消除異味的作用。所述的紫外LED光源是集成高功率密度的紫外LED光源，包括無機半導體LED紫外光源和有機OLED紫外光源，其發(fā)出的紫外線波長在215-275nm之間，波長215-230nm、 250-275nm的紫外線對細菌、病毒殺滅效果較好。所述的集成高功率密度的紫外LED光源單個功率為0. 5W-15W。根據(jù)實際空間、裝置大小、綜合成本需要選擇單個紫外LED光源功率，選擇大功率LED有利提高單位面積的紫外輻射照度，縮短管道長度。所述的紫外LED光帶由柔性印刷線路及陣列排布在該柔性印刷線路正反兩面的紫外LED光源組成，正反兩面排布有助于保證管道內(nèi)紫外輻射照度均勻。所述的紫外LED光帶為整條光帶或用引線連接的分段光帶。紫外LED光帶折彎成圓柱體、長方體等各種形狀，LED的連接比傳統(tǒng)的紫外線燈的連接要簡便得多，方便放置于長而彎曲的管道。所述的空氣循環(huán)管道采用彎曲結構形狀。所述的彎曲結構形狀為M形、N形、螺旋形、圓形或多邊形中的任意一種或幾種的組合。所述的空氣循環(huán)管道的內(nèi)壁涂覆有能反射紫外光的反射層。反射層為拋光的鋁層、拋光的鉬層、氧化鎂涂層，其反射率超過70%，輻射到管道內(nèi)壁的紫外光被反射層反射， 有助于提高管道內(nèi)的紫外輻射照度及均勻性，提高殺菌效果。所述的空氣循環(huán)管道的內(nèi)壁涂覆有光觸媒材料涂層。光觸媒材料是納米二氧化鈦、氧化鋅。在紫外光的作用下，納米二氧化鈦與空氣中的氧和水作用產(chǎn)生氫氧自由基，氫氧自由基具有殺菌、降解有機物的功能，吸附到管道內(nèi)壁的有機物被分解或降解，起到進一步消除異味的作用。所述的空氣過濾器采用活性炭過濾器，也可以采用其它類型過濾器；
所述的空氣循環(huán)管道的外表面安裝有紅光LED，其發(fā)出的光波波長在624-636nm之間。 紅光有利促進蔬菜等植物的光合作用，起到保鮮的效果。如在儲藏蔬菜的冷藏庫中使用外面加裝紅光LED的多功能LED紫外空氣消毒裝置既能起到冷藏庫空氣消毒作用，又能使蔬菜保鮮。所述的軸流風機與空氣循環(huán)管道的連接采用螺紋式或卡扣式連接。本發(fā)明在采用了上述方案后，其最大優(yōu)點在于采用集成高功率密度的紫外LED光帶，提高空間紫外輻射照度，LED光帶能彎曲置于長而彎曲的空氣消毒管道中，提高空氣紫外輻照時間，提高了流經(jīng)管道的空氣紫外輻射劑量，一次性殺滅細菌、病毒、去除異味；適用于低溫或環(huán)境溫度變化較大的場所，實現(xiàn)低溫快速啟動、功率自動調(diào)節(jié)控制，使用更安全可靠?？梢詰迷诶洳厥?、醫(yī)院、家庭、飛機、商場、養(yǎng)殖場等室內(nèi)空氣消毒殺菌，由于紫外線集中在管道內(nèi)，人和動物在場時也可正常工作，無傷害。增加一些其它裝置，如負離子發(fā)生器，起到清新空氣的作用。增加臭氧發(fā)生器，可對一些場所徹底消毒，如鞋柜、衣柜、酒柜，也適用于醫(yī)院人不在室內(nèi)時的徹底消毒。


圖1為本發(fā)明的消毒裝置的結構示意圖的主視圖。圖2為本發(fā)明的消毒裝置的結構示意圖的左視圖。圖3為本發(fā)明的消毒裝置的結構示意圖的俯視圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。根據(jù)附圖1至附圖3所示，本實施所述的多功能LED紫外空氣消毒裝置包括有空氣循環(huán)管道1、紫外LED光帶2、空氣過濾器5、軸流風機6、紅光LED7，其中，所述的紫外LED 光帶2置于空氣循環(huán)管道1內(nèi)，并與空氣循環(huán)管道1的形狀相匹配，同時在空氣循環(huán)管道1 的外表面對應安裝有紅光LED7，而且本實施例的空氣過濾器5和軸流風機6依次安裝在空氣循環(huán)管道1的進口處。所述的紫外LED光帶2由柔性印刷線路4及陣列排布在該柔性印刷線路4正反兩面的紫外LED光源3組成，這樣有助于保證空氣循環(huán)管道1內(nèi)的紫外輻射照度均勻，本實施例的紫外LED光帶2可以是能折彎的圓柱體或長方體，其可以是整條光帶或用引線連接的分段光帶。由于LED的連接比傳統(tǒng)的紫外線燈的連接要簡便得多，所以方便放置于長而彎曲的管道內(nèi)。還有本發(fā)明所述的紫外LED光源3是采用固體發(fā)光原理制成的集成高功率密度的紫外LED光源，其發(fā)出的紫外線波長在215-275nm之間，這樣對細菌、病毒殺滅效果較好，而且本發(fā)明采用集成高功率密度的紫外LED光源3，有利提高單位面積的紫外輻射照度，縮短管道長度，根據(jù)實際空間、裝置大小、綜合成本需要可以選擇單個集成高功率密度的紫外LED光源3功率為0. 5W-15W，紫外LED光源可以是無機半導體LED紫外光源，也可以是有機OLED紫外光源。本發(fā)明的空氣循環(huán)管道1的內(nèi)壁可以涂覆有能反射紫外光的反射層，如拋光的鋁層、氧化鎂涂層，其反射率超過70%，輻射到空氣循環(huán)管道1內(nèi)壁的紫外光被反射層反射，有助于提高空氣循環(huán)管道1內(nèi)的紫外輻射照度及均勻性，提高殺菌效果。本發(fā)明的空氣循環(huán)管道1的內(nèi)壁還可以涂覆有光觸媒材料涂層，如納米二氧化鈦。納米二氧化鈦是一種光觸媒材料，在紫外光的作用下，納米二氧化鈦與空氣中的氧和水作用產(chǎn)生氫氧自由基，氫氧自由基具有殺菌、降解有機物的功能，吸附到管道內(nèi)壁的有機物被分解或降解，起到進一步消除異味的作用。本發(fā)明在空氣循環(huán)管道1的外表面安裝的紅光LED7，其發(fā)出的紅光有利促進蔬菜等植物的光合作用，起到保鮮的效果。紅光LED7采用焊錫固定式或插座模塊化安裝，其發(fā)出的光波波長在624-636nm之間。如在儲藏蔬菜的冷藏庫中使用外面加裝紅光LED7的多功能LED紫外空氣消毒裝置既能起到冷藏庫空氣消毒作用，又能使蔬菜保鮮。本發(fā)明的空氣過濾器5可以采用活性炭過濾器，也可以采用其它類型的過濾器； 本發(fā)明的軸流風機6與空氣循環(huán)管道1的連接采用螺紋式或卡扣式連接，這樣方便拆裝維護；而且本發(fā)明的空氣過濾器5和軸流風機6除了附圖1所示的安裝方式外還可以分別安裝在空氣循環(huán)管道1的的進口處和出口處；還有本發(fā)明的空氣循環(huán)管道1采用彎曲結構形狀，是用來增加紫外消毒的時間，以達到用來進行空氣消毒的足夠的紫外輻射劑量，其形狀可以是M形，N形，螺旋形，圓形，多邊形中的任意一種或幾種的組合。工作時，首先要使本發(fā)明的空氣循環(huán)管道1的空氣紫外輻射劑量要大于6mJ/ cm 2 (mff - s/ cm 2)，而對于孢子類真菌及特殊細菌、病毒則需要提高紫外輻射劑量，然后才使空氣或其它氣體由小型軸流風機6引流經(jīng)過空氣過濾器5，使得固體顆粒被吸附，而細小的細菌、病毒繼續(xù)流動經(jīng)過紫外LED光帶2的紫外線照射區(qū)域被紫外光照射，紫外線會穿透微生物的細胞膜、細胞核，破壞核酸(DNA或RNA)的分子鍵，使其失去復制能力或失去活性，由于細胞不能復制，因此微生物不久就會死亡，從而達到一次性殺滅細菌、病毒，去除異味的效^ ο總之，本發(fā)明采用紫外LED光源3進行空氣消毒，使用安全可靠，低溫工作性能優(yōu)良，采用管道式氣體循環(huán)工作方式使空間內(nèi)的氣體進行充分的消毒、去除異味?？梢詰迷诒洹⒗洳厥业鹊葓龊线M行消毒，通過增加或減少一些裝置，如加裝臭氧發(fā)生裝置，去除紅光LED光源等，也可應用于鞋柜，衣柜及其他空氣消毒場合，值得推廣。以上所述實施例只為本發(fā)明之較佳實施例，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種多功能LED紫外空氣消毒方法，其特征在于采用集成高功率密度的紫外LED 光帶，提高空間紫外輻射照度至5-60mW/cm2，LED光帶置于空氣消毒管道中，提高空氣紫外輻照時間至0. 2-2s,使流經(jīng)管道的空氣紫外輻射劑量大于6mJ/cm2，一次性殺滅細菌、病毒、 去除異味。
2.一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于它包括有空氣循環(huán)管道(1)、紫外 LED光帶(2)、空氣過濾器(5)、軸流風機(6)，其中，所述的紫外LED光帶(2)置于空氣循環(huán)管道(1)內(nèi)，并與空氣循環(huán)管道(1)的形狀相匹配，且空氣過濾器(5)和軸流風機(6)依次安裝在空氣循環(huán)管道(1)的進口處或分別安裝在空氣循環(huán)管道(1)的的進口處和出口處。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的紫外LED光帶(2)由柔性印刷線路(4)及陣列排布在該柔性印刷線路(4)正反兩面的紫外LED 光源(3)組成，紫外LED光帶(2)為整條光帶或用引線連接的分段光帶。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的紫外LED光源(3)是集成高功率密度的紫外LED光源，單個功率為0. 5W-15W。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的紫外LED光源包括無機半導體LED紫外光源和有機OLED紫外光源，其發(fā)出的紫外線波長在 215-275nm 之間。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的空氣循環(huán)管道(1)的內(nèi)壁涂覆有能反射紫外光的反射層。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的空氣循環(huán)管道(1)的內(nèi)壁涂覆有光觸媒材料涂層。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于在所述的空氣循環(huán)管道(1)的外表面安裝有紅光LED (7)，其發(fā)出的光波波長在624-636nm之間。
9.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的空氣循環(huán)管道(1)采用彎曲結構形狀。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種多功能LED紫外空氣消毒裝置，其特征在于所述的彎曲結構形狀為M形、N形、螺旋形、圓形或多邊形中的任意一種或幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多功能LED紫外空氣消毒方法及其裝置，其方法是采用集成高功率密度的紫外LED光帶，提高空間紫外輻射照度至5-60mW/cm2，LED光帶置于空氣消毒管道中，提高空氣紫外輻照時間至0.2-2s，使流經(jīng)管道的空氣紫外輻射劑量大于6mJ/cm2(mW·s/cm2)，一次性殺滅細菌、病毒、去除異味；是一種高效、快速、體積小的多功能空氣消毒方式，同時實現(xiàn)低溫啟動和功率自動調(diào)節(jié)控制，適用于低溫或環(huán)境溫度變化較大的場所使用更安全可靠。
文檔編號A61L2/10GK102327637SQ20111024570
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者何志明 申請人:佛山柯維光電股份有限公司